海陆交互相软土固结抗剪强度指标变化规律研究

以珠三角地区海陆交互相淤泥质软土为研究对象,通过室内直剪试验探究不同固结压力和固结度下抗剪强度及抗剪强度指标的变化规律,提出抗剪强度及对应指标-固结度-固结压力三维Logistic数学模型。研究结果表明,当固结压力P≥200 kPa、固结度U≥40%时,软土黏聚力(c)和内摩擦角(φ)增长较为明显;当U=100%时,各级固结压力作用下的软土抗剪强度(τ)相较于初始状态分别提高了7.89、12.73、13.50、18.20、22.38 kPa;所给出的三维数学模型可直接计算出某一固结压力和固结度下的抗剪强度指标c、φ、τ。研究成果能够更为准确地评价该地区软土地基逐级加载过程中的整体稳定性。

反演法在获取太平湖边坡滑带土抗剪强度指标中的应用

边坡稳定性分析是边坡工程的重要研究内容,关系到是否能准确判断边坡的危险程度及边坡治理工程的工程造价及安全性。滑带土抗剪强度参数(c、φ值)作为稳定性分析、加固设计的重要参数,抗剪强度指标取值是否合理,是岩土工程设计能否成功的关键。而土的抗剪强度指标c、φ值是一对随机变量,不同的试验方法、统计方法等都会对其产生明显影响,保证c、φ值的合理和可靠,对于评价岩土工程的安全性和经济性有重大意义。滑坡参数反演方法考虑岩土参数随机性和不确定性的影响,基于极限平衡理论,将数据表法和传递系数法相结合,建立平衡方程获得优化的抗剪强度参数反演值,可确定滑面强度参数。通过对太平湖边坡进行反演得到抗剪强度指标,并结合工程实践经验取得合理参数,为边坡治理设计提供依据。

基于含水率改变的抗剪强度指标折减方法在膨胀土基坑支护设计计算中的应用

通过膨胀土室内试验,得到了膨胀土含水率与抗剪强度指标的定量关系。试验研究表明,抗剪强度指标随含水率的增加呈逐渐降低的趋势,与内摩擦角φ相比,黏聚力c对含水率的变化更加敏感,含水率每增加5%,黏聚力c降低7.5kPa,内摩擦角φ降低3°。在此基础上,提出了适用于膨胀土基坑支护设计计算的基于含水率改变的抗剪强度指标折减方法,并通过工程实例计算与现场监测验证了该方法在膨胀土基坑支护设计中的适用性。

宽饱和度范围非饱和土抗剪强度指标的演化模型

非饱和土的抗剪强度指标随饱和度变化的规律错综复杂,为了用数学模型描述这些规律,对现有文献中非饱和土的黏聚力、内摩擦角、剪胀角随饱和度变化的规律进行分析。分析结果表明:(1)当土体饱和度降低,土体从毛细作用主导逐步过渡到吸附作用主导时,土体内摩擦角会增大,其变化规律存在一个转折点,可以定义为临界饱和度Src。当饱和度Sr大于临界饱和度Src时,内摩擦角可视为常数;当饱和度Sr小于临界饱和度Src时,内摩擦角随着饱和度的减小线性增加,传统扩展摩尔-库仑准则等模型不再适用。(2)黏聚力随饱和度的变化过程存在山峰效应,即黏聚力先随饱和度Sr的降低呈指数函数关系增加,当饱和度Sr达到非饱和土强度极值对应的饱和度Srv时达到最大,随后有所降低,这也是导致非饱和土强度存在山峰效应的主要原因。(3)剪胀角随饱和度的降低和垂直压力的降低而增大,可采用线性模型描述。基于以上规律,提出了一个宽饱和度范围内的非饱和抗剪强度演化模型。通过与文献中的试验数据及现有强度模型拟合结果进行对比发现,新模型在描述宽饱和度范围内的土体强度时具有更好的适用性。

基于集成学习模型的正常固结土抗剪强度指标预测方法

抗剪强度指标的准确获取对工程设计具有决定性作用,目前试验方法确定的强度指标过于依靠工程经验,导致最终的取值具有不确定性。集成学习模型是机器学习的一个子类,在处理复杂的数据和任务时表现出强大的性能。为了能更准确地获得抗剪强度指标,以正常固结土为研究对象,利用不同的集成学习算法建立其抗剪强度指标的预测模型。通过均方根误差(RMSE)、可决系数(R^(2))、绝对值误差(MAE)评估不同模型的泛化能力,并采用Adaboost算法进行输入参数的敏感性分析。结果表明抗剪强度采用Adaboost、内摩擦角采用RF、黏聚力采用Adaboost算法具有最佳的泛化能力,其测试集R^(2)可分别达到0.925,0.965,0.942。敏感性分析结果显示,对抗剪强度影响最大的参数为干密度、含水率和法向应力;对内摩擦角影响最大的参数为曲率系数、黏粒含量和含水率;对黏聚力影响最大的参数为含水率、干密度和液限。本文所建立的预测模型可为工程中抗剪强度指标的选取及运用机器学习方法研究土体强度参数提供参考。

考虑物理指标的黏性土抗剪强度指标分析

以杭州某地区的黏性土为研究对象,通过UU、CU、CD三轴压缩试验,分析内摩擦角、黏聚力与塑性指数、含水率、液性指数之间的关系。结果表明,黏聚力与塑性指数具有较高的线性负相关性,斜率范围为-3.88~-3.34。内摩擦角与液性指数的相关性比其与其他物理指标相关性高。c_(cu)/c_(uu)和c_(cd)/c_(uu)随着含水率、塑性指数增加呈增大趋势。c_(cu)/c_(uu)范围在1.1~1.9之间;c_(cd)/c_(uu)范围在1.2~2.0之间。c_(cd)-c_(cu)范围在1~4 kPa之间;随着塑性指数的增大,c_(cd)-c_(cu)减小。φ_(cd)/φ_(cu)值接近于1。φ_(cd)-φ_(cu)范围在2°~6°之间,随着塑性指数增大呈下降趋势;当I_(p)>18时,φ_(cd)-φ_(cu)的值不再随塑性指数变化而变化。研究结果可为预估黏性土的强度参数值提供参考。

浅析某渔港深厚淤泥抗剪强度指标随深度变化的规律

为了研究淤泥抗剪强度指标随深度的变化规律,文中以福鼎市龙安开发区东北侧海域淤泥为例,对所取试样进行了直接剪切、固结快剪及三轴剪切试验,同时在部分孔内进行原位十字板剪切试验,并对其数据进行回归统计规律分析。结果表明,随着深度的增加,该区域淤泥含水率呈下降趋势,黏聚力呈上升趋势,内摩擦角随深度变化不明显。

用十字板强度推算软黏土抗剪强度指标的方法及应用

天津港区地基土上覆较厚的软黏土层,处于欠固结状态,含水率高,承载力低。在构筑物施工期稳定性分析中,需要采用不排水强度指标。常用的几种抗剪强度指标中,以十字板强度最为可靠。但由于十字板强度是土体各滑动面上的抗剪强度的较小值,用于计算土坡稳定性计算常得出过于保守的不合理的结果。同时,单一的十字板强度指标无法用于计算箱筒型基础的地基土压力及承载力。基于十字板强度随深度线性分布的规律及莫尔–库仑抗剪强度原理,结合收集的大量的十字板强度实测数据,通过回归统计分析推算出地基土的两个抗剪强度指标,并将其应用于软黏土土坡的稳定分析及新型箱筒型基础稳定性的计算,计算结果较为合理。

土体抗剪强度指标变异水平对边坡稳定安全系数取值的影响

针对传统的边坡稳定极限平衡方法不能考虑土体抗剪强度指标变异性影响的问题,基于极限状态的概率分析原理,采用Monte-Carlo法对均质路堤边坡的稳定性开展了可靠度计算,讨论了稳定安全系数一定的条件下边坡失效概率随土体抗剪强度指标变异水平的变化规律,分析了安全系数与边坡可靠指标的对应关系及其随土体抗剪强度指标变异水平的变化特征。研究表明:边坡可靠度受土体抗剪强度指标变异性影响显著,呈现出随土体抗剪强度指标变异水平提高而急剧减小的趋势;为保证边坡具有相同的可靠性,安全系数的取值应与土体抗剪强度指标的变异性相适应,据此提出了基于可靠指标和土体抗剪强度指标变异水平的安全系数取值原则及其对应的三参数函数关系式。

非饱和土抗剪强度指标c、Ф值与含水量ω的关系

该文通过理论和试验研究分析,探讨了非饱和土的抗剪强度指标c、Ф值随含水量ω变化的一般规律,随着非饱和土的含水量ω的增大,黏聚力c和内摩擦角Ф值都有减小的趋势,但是这种关系不是简单的线性关系。

软土抗剪强度指标随固结度变化规律分析

常规的抗剪强度指标黏聚力c和内摩擦角φ无法准确描述堆载作用下任意固结度时软土的力学特性,而现有的考虑软土抗剪强度值随固结度增长的极限平衡法无法得出应力场、位移场等实际工程需要的数据,因此,基于理论推导和室内试验,对堆载作用下软土抗剪强度指标随固结度的变化规律进行了分析。对现有的2个计算公式进行了对比分析,得出它们具有等价性。从孔隙水压力的角度进行分析,提出了新的计算公式,并且得出内摩擦角随固结度单调递增,黏聚力随固结度单调递减的变化规律。当固结度一定且不为100%时,黏聚力与初始固结压力呈线性增长的关系,内摩擦角与其无关。室内试验表明,由于综合考虑了有效应力参数和总应力参数,新推导公式与试验结果吻合得更好,证明了新推导公式正确性和优越性。

杭州地区典型土层抗剪强度指标的变异性研究

根据杭州地区大量实际工程的勘察资料,通过采用土层剖面随机场模型,把土性参数的点变异性和空间变异性联系起来,对几个典型土层强度指标的空间概率特征进行了统计分析,得出了强度指标相关距离和空间变异系数的变化规律。另外,还对杭州地区几个土层强度指标三轴实验和直剪实验的差异性和相关性进行了实验研究。

卵砾石土抗剪强度指标原位直剪试验研究

现场大型原位直剪试验是测定卵砾石土强度指标的一种有效方法。通过对江南低山丘陵区典型卵砾石土4个试样的现场大型原位直剪试验,在获取卵砾石土抗剪强度指标的同时,还在试样剪切破坏后的破坏面上取样进行卵砾石土的颗粒粒径分析。试验结果表明:级配良好的卵砾石土原位直剪试验的剪切应力和剪切位移之间的关系曲线具有明显的峰值强度,并出现较稳定的残余强度;试验场地卵砾石土的黏聚力较低,而内摩擦角较高,卵砾石土的这种强度特性不同于一般的均质土体和碎裂岩体,与组成材料的性质、颗粒大小、粒径组成、粗糙程度、充填物的胶结程度和密实程度等因素有关。

基坑开挖卸荷对土体抗剪强度指标的影响

采用三轴剪切试验对基坑开挖卸荷过程中土体的应力路径进行模拟,研究了由于侧向卸荷对土体坑剪强度指标产生的影响,并分析了产生这一现象的原因.

上海软粘土抗剪强度指标概率分布类型研究

土体抗剪强度指标是岩土工程中最重要的参数之一,抗剪强度指标选择是否合理以及对其离散性的评价与工程的安全经济直接关联。抗剪强度指标的概率分布类型又在一定程度上影响着风险评价和可靠度分析的结果。抗剪强度指标可以通过室内试验测定。本文通过GDS三轴仪进行CU(三轴固结不排水剪切)试验,测得软土抗剪强度,在此基础上利用K—S法对土体抗剪强度指标的概率分布类型进行了统计。分析表明一般情况下抗剪强度指标均可以接受正态分布和对数正态分布,而选择对数正态分布在更多情况下更为合理、简便,能够避免出现物理量为负的现象。

土的抗剪强度指标对边坡稳定分析的影响

探讨土在不同排水条件时抗剪强度指标对边坡稳定安全系数计算的影响 ,推导出按Janbu法分析边坡稳定性时 ,采用不同抗剪强度试验指标的计算公式 .通过计算实例说明 ,选取适当的抗剪强度指标来分析计算边坡稳定性十分必要 .

软土地基稳定性计算中抗剪强度指标的相关分析

基于摩尔-库伦抗剪强度公式,结合十字板强度与深度的关系,建立了抗剪强度指标的统计回归方程,通过方程可推算出地基土的两个抗剪强度指标。相比较传统的抗剪强度指标,本文推算出的强度指标更接近土体真实的抗剪强度,采用推算指标计算的安全系数更符合工程实际,而且还可用于新型箱筒型基础的稳定性和地基承载力的分析。

武汉某超深基坑软土抗剪强度指标选取及应用研究

以武汉长江Ⅰ级阶地中海国际大厦超深基坑工程为研究背景,使用静压薄壁取土器对该场地软土地层进行取样,并结合室内土工试验、利用数理统计原理获取软土地层的抗剪强度指标,并与采用岩芯管取样所得到的(qq)抗剪强度指标进行对比。同时运用Midas GTS三维有限元软件开展对中海国际大厦超深基坑工程的三维数值仿真分析,主要研究了超深基坑地下连续墙水平位移及地层土压力的变化规律,并与实测数据进行对比分析。研究发现:使用静压薄壁取土器取样对地层的扰动较岩芯管取样小,得到的土体抗剪强度指标更为可靠;选取cu抗剪强度指标,地下连续墙水平位移和地层土压力更接近实测数据,cq指标次之。建议对于一级重要性等级的基坑首选cu指标,对于二、三级重要性等级基坑可采用cq指标。

施工期软土边坡稳定分析中抗剪强度指标的确定方法

灵敏度高、抗剪强度低的软土边坡、码头工程施工期安全储备低,易发生失稳破坏。十字板强度一般被作为施工期稳定分析较常采用的抗剪强度指标,但据工程经验表明,十字板强度计算的施工期的安全系数偏低。经分析,十字板强度不能反映实际土体滑动面的抗剪强度,是抗剪强度中的最小值。由此,基于摩尔-库伦抗剪强度公式,考虑土体各向异性等建立了十字板强度与深度的线性方程,可将抗剪强度指标回归出来。将回归出的抗剪强度指标用于数个实际边坡中,表明在塑性指数为20左右的土中,安全系数可提高到1.0～1.1,较准确地反映了土体真实抗剪强度。同时,就稳定安全系数与塑性指数的关系作了探讨,提出将安全系数修正到1.0的方法。

滑坡土体抗剪强度指标反算研究

根据滑坡的稳定状态和滑带土的性质 ,利用反算法 ,获得较为精确可靠的滑面抗剪强度指标。并讨论运用反算法时应考虑的问题。